淺議油田熱采注汽鍋爐的運行效率

馬向波

摘 要：本文對注汽鍋爐在稠油熱采注汽系統中發揮作用進行討論，鍋爐是油田熱采主要的耗能設備，提升其運行效率，降低其能耗能有效促進油氣開發的經濟性。調整過剩空氣系數、適當降低蒸汽干度、應用先進技術等能有效提升鍋爐運行效率，本文是以此類因素出發，從降低排煙溫度、優化燃料結構和安裝濕蒸汽干度在線監控系統三方面探討相關措施來實現節能減排。

關鍵詞：注汽鍋爐；效率；節能

在稠油熱采注汽系統中，注汽鍋爐是一種重要設備，也是主要耗能設備。注汽鍋爐也較濕蒸汽發生器，生產過程中需要保持常年連續運轉，隨著使用數量的增加，運行過程中的壓力也越來越大，存在十分嚴重的熱損失，對注汽鍋爐運行效率帶來了嚴重影響。注汽鍋爐消耗的燃油較大，存在嚴重的浪費，使其整體節能效果較差。因此，分析注汽鍋爐的運行效率并探討降低能耗的措施來提升節能效果有著很重要的現實意義。

1 注汽鍋爐的運行效率分析

注汽鍋爐的熱效率直接影響其運行效率，從本質上看，提升熱效率就是要減少運行過程中出現的熱損失。降低注汽鍋爐的熱損失主要可以從下述幾個方面來實現。

1.1 調整過剩空氣系數

在注汽鍋爐保持穩定的排煙情況下，其運行效率會隨著過剩空氣系數的增加而降低。但并不是越小的過剩空氣系數就會得到越高的運行效率。從降低注汽鍋爐排煙熱損失層面來分析，太小的過剩空氣系數會增加化學不完全燃燒損失，鍋爐的整體熱效率就會隨著化學不完全燃燒損失的增長而降低。因此，要從化學不完全燃燒損失和排煙熱損失兩個方面考慮，在兩者損失之和最小時的過剩空氣系數為最佳值，從相關的統計資料顯示，這一值在1.1到1.3之間時，能獲得最高的運行效率。

1.2 降低蒸汽干度

蒸汽干度對蒸汽鍋爐的運行效率有著很大影響，排煙溫度和注汽單耗會隨著蒸汽干度的降低而減少，從而提升了鍋爐熱效率。通常情況下，蒸汽干度下降5%，排煙溫度可降低10°C到20°C，注汽單耗會降低4%。由此可知，在滿足注汽干度要求基礎上，將蒸汽干度適當調低能有效促進注汽鍋爐的正常運行，有助于運行效率的提升。

1.3 應用先進技術

首先，可將紅外輻射涂料噴涂在注汽鍋爐用輻射段表面，能有效減少鍋爐的熱損失。將高溫紅外線輻射涂料涂噴涂在鍋爐爐膛表面，能將其輻射率提升十分之一，運行效率有2.5%到7.1%的提升。其次，在鍋爐煙氣增加助燃空氣溫度來提升運行效率。采取熱交換器來減少運行中的煙氣熱損失，使助燃空氣中的含熱量提升，從而提升運行效率。再次，另一個提升運行效率的重要手段是減少爐體表面的熱損失。具體可采用外部保溫法，將硅酸鋁保溫材料涂抹在鍋爐的輻射段和對流段，約2cm左右，鍋爐外部采取全封閉保溫。最后，在對流段應用免維護聲波除塵技術，以此來減少煙氣熱損失，提升運行效率。聲波發生器向鍋爐對流段輸入一定強度的聲波，空氣中的粉塵和分子受聲能量影響而振動，實現清灰效果，使摩擦減少而提升運行效率。在注汽鍋爐中采用該技術能提升1%到3%的運行效率。

2 注汽鍋爐節能優化措施

從之前的分析中可以看到注汽鍋爐的影響因素，從此類因素出發，主要可從降低排煙溫度、優化燃料結構和安裝濕蒸汽干度在線監控系統等方面探討對應的節能優化措施。

2.1 利用煙氣余熱，降低排煙溫度

排煙損失是注汽鍋爐熱損失的主要形式，注汽鍋爐的節能優化首要問題就是降低排煙溫度。為實現這一目的，首先可采取復合相變換熱技術，復合相變換熱裝置中的水在鍋爐排煙的加熱作用下成為水蒸氣，再對注汽鍋爐的給水進行加熱，有利于降低排煙溫度，使鍋爐的熱效率提升。對注汽鍋爐的對流段進行合理布置，使煙氣流經注汽鍋爐的尾部煙道，煙氣余熱可對鍋爐的給水形成加熱效果，這就有效降低了能耗。

2.2 優化燃料結構，降低能耗

在注汽鍋爐燃料選用方面，國內還有很多情況使用原油，原油有著較高的價格，燃燒排煙時較高的溫度和較大的排煙損失，這種高能耗燃料使得節能工作無法高效開展，因此，要選取合適的替換燃料。油氣混燃技術和天然氣技術能有效優化容鍋爐的燃燒結構。燃料為天然氣時，一定要注意加裝天然氣壓力報警系統，在出現天然氣泄漏或是壓力下降的情況下報警，并自動停護。采用油氣混燃技術，要對注汽鍋爐的控制系統和燃燒系統進行完善和優化。

2.3 安裝濕蒸汽干度在線監控系統

該系統能對鍋爐內濕蒸汽干度的波動范圍和測量誤差能進行嚴格控制，保證蒸汽質量，有效結合濕蒸汽的在線測量和PLC自動控制過程，減少系統能耗。同時，為保證注汽鍋爐燃料的消耗量能根據蒸汽干度進行調整，需要安裝流量計和變送器，準確控制鍋爐的給水溫度和給水量，運行過程不會浪費材料，使鍋爐的熱效率提升，減少能量損耗。

在稠油開發過程中，注汽鍋爐有著十分重要的作用。當前注汽鍋爐運行的效率偏低，在節能方面還存在一些問題，這就需要對注汽鍋爐運行效率的影響因素進行分析，加大研究力度，應用多種先進技術，降低熱損失，減少能耗，促進油田的高效開發和可持續發展。

參考文獻

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